Beth yw'r mathau o aloion titaniwm? Esboniad manwl o'r mathau o aloion titaniwm
Yn y bydysawd helaeth o ddeunyddiau metel, mae aloi titaniwm yn sefyll allan gyda'i swyn unigryw. Nid yn unig y mae ganddo gorff ysgafn, ond mae ganddo hefyd fanteision lluosog megis cryfder uchel, ymwrthedd cyrydiad a gwrthsefyll tymheredd uchel, gan ddod yn ddeunydd anhepgor a phwysig yn y maes diwydiannol modern. Felly, beth yw'r mathau o aloion titaniwm? Heddiw, gadewch inni gerdded i mewn i fyd aloion titaniwm ac archwilio ei swyn amrywiol.
1. Aloi titaniwm tymheredd uchel Ti-6Al-4V
Yr aloi titaniwm tymheredd uchel cyntaf a ddatblygwyd yn llwyddiannus yn y byd yw Ti-6Al-4V, gyda thymheredd gwasanaeth o 300-350 gradd . Yn dilyn hynny, datblygwyd aloion megis IMI550 a BT3-1 gyda thymheredd gwasanaeth o 400 gradd ac IMI679, IMI685, Ti-6246, Ti-6242 gyda thymheredd gwasanaeth o 450 ~ 500 gradd yn un. ar ôl y llall. Ar hyn o bryd, mae aloion titaniwm tymheredd uchel newydd a ddefnyddiwyd yn llwyddiannus mewn peiriannau awyrennau yn cynnwys aloion IMI829 ac IMI834 yn y DU; Ti-1100 aloi yn yr Unol Daleithiau; aloion BT18Y a BT36 yn Rwsia, ac ati Yn y blynyddoedd diwethaf, mae gwledydd tramor wedi cymryd y solidification cyflym / technoleg meteleg powdr a ffibr neu ronynnau atgyfnerthu deunyddiau cyfansawdd i ddatblygu aloion titaniwm fel cyfeiriad datblygu aloion titaniwm tymheredd uchel, fel bod y defnydd gellir cynyddu tymheredd aloion titaniwm i uwch na 650 gradd. Mae McDonnell Douglas o'r Unol Daleithiau wedi datblygu aloi titaniwm purdeb uchel, dwysedd uchel yn llwyddiannus gan ddefnyddio technoleg solidification cyflym / meteleg powdwr. Mae ei gryfder ar 760 gradd yn cyfateb i gryfder aloion titaniwm a ddefnyddir ar hyn o bryd ar dymheredd ystafell.
2. aloion titaniwm yn seiliedig ar gyfansoddion alwminiwm titaniwm
O'i gymharu ag aloion titaniwm cyffredinol, mae manteision cyfansoddion alwminiwm titaniwm sy'n seiliedig ar gyfansoddion rhyngfetelaidd sodiwm Ti3Al ( 2 ) a TiAl ( ) yn berfformiad tymheredd uchel da (mae tymheredd defnydd yn 816 a 982 gradd yn y drefn honno), ymwrthedd ocsideiddio cryf, ymwrthedd ymgripiad da a pwysau ysgafn (dim ond 1/2 o aloion tymheredd uchel sy'n seiliedig ar nicel yw dwysedd). Mae'r manteision hyn yn ei gwneud yn ddeunydd cystadleuol ar gyfer peiriannau aero a rhannau strwythurol awyrennau yn y dyfodol. Ar hyn o bryd, mae dau aloi titaniwm seiliedig ar Ti3Al, Ti-21Nb-14Al a Ti-24Al{-14Nb-#v-0.5Mo, wedi dechrau masgynhyrchu yn yr Unol Daleithiau. Mae aloion titaniwm eraill seiliedig ar Ti3Al a ddatblygwyd yn ystod y blynyddoedd diwethaf yn cynnwys Ti-24Al-11Nb, Ti25Al-17Nb-1Mo a Ti{-25Al{{27}) }Nb-3V-1Mo. Amrediad cyfansoddiad aloion titaniwm sy'n seiliedig ar TiAl ( ) yw TAl-(1-10)M (at.%), lle mae M o leiaf un elfen ymhlith v, Cr, Mn, Nb, Mn, Mo a W. Yn ddiweddar, mae aloion titaniwm sy'n seiliedig ar TiAl wedi dechrau denu sylw, megis aloi Ti{-65Al{{-10Ni).
3. Aloi titaniwm math o gryfder a chaledwch
-type aloi titaniwm ei ddatblygu gyntaf gan Crucible yn yr Unol Daleithiau yng nghanol-1950s. B120Aloi VCA (Ti-13v-11Cr-3Al). Mae gan aloi titaniwm math briodweddau prosesu poeth ac oer da, mae'n hawdd ei ffugio, gellir ei rolio a'i weldio, a gall gael priodweddau mecanyddol uchel, ymwrthedd amgylcheddol da a chyfuniad da o gryfder a chaledwch torri asgwrn trwy driniaeth heneiddio datrysiad solet. Mae'r aloion titaniwm math cryfder uchel a chaledwch newydd cynrychioliadol fel a ganlyn: Ti1023 (Ti-10v-2Fe-#al), sydd â'r un perfformiad â'r strwythur strwythurol cryfder uchel 30CrMnSiA dur a ddefnyddir yn gyffredin mewn rhannau strwythurol awyrennau ac mae ganddo berfformiad gofannu rhagorol; Ti153 (Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn), sydd â pherfformiad gweithio oer gwell na thitaniwm pur diwydiannol, a gall cryfder tynnol tymheredd yr ystafell ar ôl heneiddio gyrraedd mwy na 1000MPa; 21S (Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si), sef math newydd o aloi titaniwm tra-nerth sy'n gwrthsefyll ocsidiad a ddatblygwyd gan mae gan adran Timet y cwmni metel titaniwm Americanaidd, ymwrthedd ocsidiad da Da, perfformiad prosesu poeth ac oer rhagorol, gellir ei wneud yn ffoil gyda thrwch o 0.064mm; SP-700 (Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe) aloi titaniwm wedi'i ddatblygu'n llwyddiannus gan Nippon Steel Tube Co., Ltd. (NKK) â chryfder uchel, elongation superplastig o hyd at 2000%, ac mae tymheredd ffurfio superplastig 140 gradd yn is na Ti{-6Al{-4V, a all gymryd lle Ti-6Al-4). Aloi V i gynhyrchu gwahanol gydrannau awyrofod gan ddefnyddio technoleg bondio ffurfio-trylediad uwch-blastig (SPF/DB); Mae gan BT-5(TI-5v-5Mo-1Cr-5Al) a ddatblygwyd gan Rwsia gryfder tynnol o fwy na 1105MPA.
4. aloi titaniwm fflam-retardant
Mae aloion titaniwm confensiynol yn dueddol o losgi alcanau o dan amodau penodol, sy'n cyfyngu'n fawr ar eu cymhwysiad. Mewn ymateb i'r sefyllfa hon, mae gwahanol wledydd wedi lansio ymchwil ar aloion titaniwm gwrth-fflam ac wedi cyflawni rhai datblygiadau arloesol. Mae gan aloi C (a elwir hefyd yn T) a ddatblygwyd gan Qiang State gyfansoddiad enwol o 50Ti-35v-15Cr (ffracsiwn màs). Mae'n aloi titaniwm gwrth-fflam sy'n ansensitif i hylosgiad parhaus ac sydd wedi'i ddefnyddio mewn peiriannau F119. Mae BTT-1 a BTT-3 yn aloion titaniwm gwrth-fflam a ddatblygwyd gan Rwsia. Mae'r ddau yn aloion Ti-Cu-Al gyda pherfformiad proses dadffurfiad thermol da iawn a gellir eu defnyddio i wneud rhannau cymhleth.
5. aloion titaniwm meddygol
Nid yw titaniwm yn wenwynig, yn ysgafn, yn uchel mewn cryfder ac mae ganddo fiogydnawsedd rhagorol. Mae'n ddeunydd metel meddygol delfrydol a gellir ei ddefnyddio fel mewnblaniad ar gyfer corff dynol. Ar hyn o bryd, mae Ti-6Al-4v yn dal i gael ei ddefnyddio'n eang yn y maes meddygol. Aloi ELI. Fodd bynnag, bydd yr olaf yn gwaddodi ychydig iawn o ïonau vanadium ac alwminiwm, sy'n lleihau ei allu i addasu celloedd a gall achosi niwed i'r corff dynol. Mae'r mater hwn wedi denu sylw eang yn y gymuned feddygol ers amser maith. Cyn gynted â'r canol{3}}, dechreuodd yr Unol Daleithiau ddatblygu aloion titaniwm biocompatible di-alwminiwm, di-fanadiwm ar gyfer orthopaedeg. Mae Japan, y Deyrnas Unedig a gwledydd eraill hefyd wedi gwneud llawer o ymchwil yn y maes hwn ac wedi gwneud rhywfaint o gynnydd newydd. Er enghraifft, mae Japan wedi datblygu cyfres o + aloion titaniwm gyda biocompatibility ardderchog, gan gynnwys Ti-15Zr-4Nb_4ta{{10}}.2Pd, Ti -15Zr-4Nb-aTa-0.2Pd-0.20~0.05N, Ti-15Sn-4Nb-2 Ta-0.2Pd a Ti-15Sn-4nb-2Ta-0.2Pd-0.20. Mae cryfder cyrydiad, cryfder blinder a gwrthiant cyrydiad yr aloion hyn yn well na rhai Ti-6Al-4v ELI. O'i gymharu â + aloi titaniwm, mae gan aloi titaniwm gryfder uwch, perfformiad torri gwell a chaledwch, ac mae'n fwy addas ar gyfer mewnblannu yn y corff dynol. Yn yr Unol Daleithiau, mae pum aloi titaniwm wedi'u hargymell ar gyfer y maes meddygol, sef TMZFTM (TI-12Mo-^Zr-2Fe), Ti-13Nb-13Zr , Amserlen 21SRx (TI-15Mo-2.5Nb-0.2Si), Tiadyne 1610 (Ti-16Nb-9.5Hf) a Ti{{51 }}Mo. Amcangyfrifir yn y dyfodol agos y bydd y math hwn o aloi titaniwm â chryfder uchel, modwlws elastig isel, ffurfadwyedd rhagorol a gwrthsefyll cyrydiad yn debygol o ddisodli'r aloi Ti-6 Al{-4V a ddefnyddir yn helaeth ar hyn o bryd yn y maes meddygol. Aloi ELI.
Gyda datblygiad parhaus gwyddoniaeth a thechnoleg a datblygiad parhaus diwydiant, bydd rhagolygon cymhwyso aloion titaniwm yn dod yn ehangach ac yn ehangach. Ar y naill law, bydd yr ymchwil ar aloion titaniwm yn parhau i ddyfnhau, a bydd mwy o aloion titaniwm newydd yn cael eu datblygu i ddiwallu anghenion gwahanol feysydd. Ar y llaw arall, bydd technoleg gweithgynhyrchu aloion titaniwm yn parhau i wella, gwella effeithlonrwydd cynhyrchu, lleihau costau, a hyrwyddo poblogeiddio a chymhwyso aloion titaniwm.
